Elektroninių grandinių sukūrimo žingsniai

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Kas yra grandinė ir kodėl mes turime sukurti grandinę?

Prieš pradėdamas išsamiai aprašyti, kaip sukurta grandinė, pirmiausia praneškite mums, kas yra grandinė ir kodėl turime sukurti grandinę.

Grandinė yra bet kokia kilpa, per kurią perduodama materija. Elektroninėje grandinėje medžiaga yra elektronikos įkrova, o šių elektronų šaltinis yra teigiamas įtampos šaltinio gnybtas. Kai šis krūvis teka iš teigiamo gnybto per kontūrą ir pasiekia neigiamą gnybtą, sakoma, kad grandinė yra baigta. Tačiau ši grandinė susideda iš kelių komponentų, kurie įvairiais būdais veikia įkrovos srautą. Kai kurie gali trukdyti įkrovos srautui, kai kurios paprastos atsargos arba išsklaidyti krūvį. Kai kuriems reikalingas išorinis energijos šaltinis, kai kuriems - energija.




Gali būti daugybė priežasčių, kodėl turime sukurti grandinę. Kartais mums gali tekti švyti lempa, paleisti variklį ir tt Visi šie prietaisai - lempos, variklis, LED yra tai, ką mes vadiname apkrova. Kiekvienai apkrovai reikia tam tikros srovės ar įtampos, kad ji pradėtų veikti. Ši įtampa gali būti pastovi nuolatinė arba kintama įtampa. Tačiau negalima sukurti grandinės tik naudojant šaltinį ir apkrovą. Mums reikia dar kelių komponentų, kurie padėtų tinkamai atlikti krūvį ir apdorotų šaltinio tiekiamą krūvį taip, kad į krūvį tekėtų tinkamas krūvio kiekis.

Pagrindinis pavyzdys - reguliuojamas nuolatinės srovės maitinimas, kad veiktų šviesos diodas

Pateikime pagrindinį pavyzdį ir žingsnis po žingsnio taisykles kuriant grandinę.



Problemos pareiškimas : Suprojektuokite reguliuojamą 5 V nuolatinės srovės maitinimo šaltinį, kurį galima naudoti šviesos diodams valdyti, naudojant įvestį kintamosios srovės įtampą.

Sprendimas : Jūs visi turite žinoti apie reguliuojamą nuolatinės srovės maitinimą. Jei ne, leiskite man pateikti trumpą idėją. Dauguma grandinių arba Elektroniniai prietaisai jų veikimui reikalinga nuolatinė įtampa. Įtampai užtikrinti galime naudoti paprastas baterijas, tačiau pagrindinė baterijų problema yra ribotas jų tarnavimo laikas. Dėl šios priežasties vienintelis mūsų turimas būdas yra konvertuoti kintamosios srovės įtampą namuose į reikiamą nuolatinę įtampą.


Viskas, ko mums reikia, yra konvertuoti šią kintamą įtampą į nuolatinę įtampą. Bet tai nėra taip paprasta, kaip atrodo. Taigi turėkime trumpą teorinę idėją apie tai, kaip kintama įtampa paverčiama reguliuojama nuolatine įtampa.

Tilto lygintuvas

Blokuoti schemą „ElProCus“

Grandinės teorija

  1. Kintamosios srovės įtampa iš maitinimo šaltinio esant 230 V įtampai pirmiausia sumažinama iki žemos įtampos kintamosios srovės, naudojant pakaitinį transformatorių. Transformatorius yra įtaisas su dviem pirminėmis ir antrinėmis apvijomis, kai įtampa, veikianti per pirminę apviją, atsiranda per antrinę apviją dėl indukcinės jungties. Kadangi antrinėje ritėje yra mažesnis apsisukimų skaičius, įtampa visoje antrinėje yra mažesnė už įtampą per pirminį transformatorių.
  2. Ši maža kintamosios srovės įtampa paverčiama pulsuojančia nuolatine įtampa naudojant tilto lygintuvą. Tiltinis lygintuvas - tai 4 diodų išdėstymas, sujungtas per tiltą, kad vieno diodo anodas ir kito diodo katodas būtų prijungtas prie teigiamo įtampos šaltinio gnybto ir tokiu pačiu būdu būtų sujungtas kitų dviejų diodų anodas ir katodas. prijungtas prie neigiamo įtampos šaltinio gnybto. Taip pat dviejų diodų katodai yra prijungti prie teigiamo įtampos poliškumo, o dviejų diodų anodai - su neigiamu išėjimo įtampos poliškumu. Kiekvienam pusės ciklui tiltelio lygintuvuose gaunama priešinga diodų pora ir pulsuojanti nuolatinė įtampa.
  3. Tokiu būdu gautoje pulsuojančioje nuolatinėje įtampoje yra bangų kintamosios įtampos pavidalu. Norint pašalinti šias bangas, reikalingas filtras, kuris filtruoja bangas iš nuolatinės įtampos. Kondensatorius dedamas lygiagrečiai išėjimui taip, kad kondensatorius (dėl savo impedanso) leistų praeiti aukšto dažnio kintamosios srovės signalams, kad jie būtų apeiti ant žemės, o žemo dažnio arba nuolatinės srovės signalas būtų užblokuotas. Taigi kondensatorius veikia kaip žemo dažnio filtras.
  4. Iš kondensatoriaus filtro gaunama išvestis yra nereguliuojama nuolatinė įtampa. Reguliuojamai nuolatinei įtampai gaminti naudojamas reguliatorius, kuris sukuria pastovią nuolatinę įtampą.

Taigi leiskite mums dabar suprojektuoti paprastą kintamosios ir nuolatinės srovės reguliuojamą maitinimo grandinę, kad galėtume valdyti šviesos diodą.

Grandinės kūrimo žingsniai

1 žingsnis: grandinės projektavimas

Norėdami sukurti grandinę, turime turėti idėją apie kiekvieno grandinėje reikalingo komponento vertes. Pažiūrėkime, kaip mes suprojektuojame reguliuojamos nuolatinės srovės maitinimo grandinę.

1. Nuspręskite, kokį reguliatorių naudoti ir jo įėjimo įtampą.

Čia mes turime turėti pastovią 5 V įtampą esant 20mA, esant teigiamam išėjimo įtampos poliškumui. Dėl šios priežasties mums reikia reguliatoriaus, kuris užtikrintų 5 V išėjimą. Idealus ir efektyvus pasirinkimas būtų reguliatorius IC LM7805. Kitas mūsų reikalavimas yra apskaičiuoti reguliatoriaus įėjimo įtampos poreikį. Reguliatoriui minimali įėjimo įtampa turėtų būti išėjimo įtampa, pridėta trijų vertės. Tokiu atveju, norint turėti 5 V įtampą, mums reikia mažiausios įėjimo įtampos 8 V. Susitenkinkime 12 V įėjimu.

Flickr reguliatorius 7805

7805 reguliatorius „Flickr“

2. Nuspręskite, kokį transformatorių naudoti

Dabar sukurta nereguliuojama įtampa yra 12 V įtampa. Tai yra transformatoriui reikalingos antrinės įtampos RMS vertė. Kadangi pirminė įtampa yra 230 V RMS, apskaičiuodami posūkių santykį, gauname vertę 19. Taigi mes turime gauti transformatorių su 230 V / 12 V, t. Y. 12 V, 20 mA transformatorių.

„Wiki“ atsisakykite transformatoriaus

Palikite transformatorių žemyn Wiki

3. Nuspręskite filtro kondensatoriaus vertę

Filtro kondensatoriaus vertė priklauso nuo srovės, kurią traukia apkrova, kiekio, reguliatoriaus ramybės srovės (idealios srovės), leistino pulsacijos nuolatinės srovės išėjime kiekio ir laikotarpio.

Kad maksimali transformatoriaus įtampa būtų 17 V (12 * sqrt2), o bendras diodų kritimas būtų (2 * 0,7 V) 1,4 V, didžiausia įtampa kondensatoriuje yra apie 15 V. Mes galime apskaičiuoti leistino bangavimo kiekį pagal šią formulę:

∆V = VpeakCap- Vmin

Apskaičiuota, kad Vpeakcap = 15 V, o Vmin yra minimali įtampa reguliatoriui. Taigi ∆V yra (15-7) = 8V.

Dabar talpa, C = (I * ∆t) / ∆V,

Dabar aš esu apkrovos srovės ir reguliatoriaus ramybės srovės suma ir I = 24mA (ramybės srovė yra apie 4mA, o apkrovos srovė yra 20mA). Taip pat ∆t = 1 / 100Hz = 10ms. ∆t reikšmė priklauso nuo įvesties signalo dažnio, o čia įėjimo dažnis yra 50Hz.

Taigi pakeičiant visas reikšmes, C vertė bus maždaug 30microFarad. Taigi, leiskime pasirinkti 20microFarad vertę.

„Wiki“ elektrolito kondensatorius

Elektrolito kondensatorius Wiki

4. Nuspręskite, kokių diodų PIV (didžiausia atvirkštinė įtampa).

Kadangi didžiausia įtampa transformatoriaus antrinėje dalyje yra 17 V, bendras diodinio tilto PIV yra apie (4 * 17), t. Y. 68 V. Taigi turime tenkintis diodais, kurių kiekvieno PIV reitingas yra 100 V. Atminkite, kad PIV yra didžiausia įtampa, kurią galima pritaikyti diodui esant atvirkštinei įstrižai, nesukeliant gedimo.

Nojavanha PN jungties diodas

PN jungties diodas Nojavanha

2 žingsnis. Grandinių piešimas ir modeliavimas

Dabar, kai turite idėją apie kiekvieno komponento vertes ir visą grandinės schemą, leiskite mums nupiešti grandinę naudodami grandinės sudarymo programinę įrangą ir ją imituoti.

Čia mūsų pasirinkta programinė įranga yra „Multisim“.

„Multisim“ langas

„Multisim“ langas

Žemiau pateikiami žingsniai, kaip nubrėžti grandinę naudojant „Multisim“ ir ją imituoti.

  1. „Windows“ skydelyje spustelėkite šią nuorodą: Pradėti >>> Programs -> National -> Instruments -> Circuit design suite 11.0 -> multisim 11.0.
  2. Atsiranda daugialypės programinės įrangos langas su meniu juosta ir tuščia vieta, panašią į skydą, kad būtų nupiešta grandinė.
  3. Meniu juostoje pasirinkite vieta -> komponentai
  4. Pasirodys langas su pavadinimu „pasirinkti komponentus“
  5. Po antrašte „Duomenų bazė“ išskleidžiamajame meniu pasirinkite „Pagrindinė duomenų bazė“.
  6. Po antrašte „grupė“ pasirinkite reikiamą grupę. Jei norite ieškoti įtampos ar srovės šaltinio ar žemės. Jei norite pasirinkti bet kurį pagrindinį komponentą, pvz., Rezistorių, kondensatorių ir kt. Čia pirmiausia turime įdėti įvesties kintamosios srovės šaltinį, taigi pasirinkite Šaltinis -> Maitinimo šaltiniai -> AC_power. Įdėjus komponentą (spustelėjus mygtuką „ok“), nustatykite RMS įtampos vertę į 230 V, o dažnį - 50 Hz.
  7. Dabar vėl komponentų lange pasirinkite pagrindinį, tada transformatorių, tada pasirinkite TS_ideal. Idealiam transformatoriui abiejų ritinių induktyvumas yra tas pats, kad pasiektume išėjimą, mes pakeisime antrinės ritės induktyvumą. Dabar mes žinome, kad transformatoriaus ritinių induktyvumo santykis yra lygus posūkių santykio kvadratui. Kadangi šiuo atveju reikalingas posūkių santykis yra 19, todėl mes turime nustatyti antrinės ritės induktyvumą 0,27 mH. (Pirminis ritės induktyvumas yra 100mH).
  8. Lange komponentai pasirinkite pagrindinius, tada diodus, tada pasirinkite diodą IN4003. Pasirinkite 4 tokius diodus ir įdėkite juos į tilto lygintuvo išdėstymą.
  9. Po komponentų langais pasirinkite „basic“, tada „Cap _Electrolytic“ ir pasirinkite kondensatoriaus vertę 20microFarad.
  10. Po komponentų langu pasirinkite maitinimą, tada „Voltage_ Regulator“, tada išskleidžiamajame meniu pasirinkite „LM7805“.
  11. Po komponentų langu pasirinkite diodus, tada pasirinkite LED ir išskleidžiamajame meniu pasirinkite LED_green.
  12. Taikydami tą pačią procedūrą, pasirinkite rezistorių, kurio vertė yra 100 omų.
  13. Dabar, kai turime visus komponentus ir turime idėją apie grandinės schemą, leiskite mums atkreipti grandinės schemą į „multi sim“ platformą.
  14. Norėdami nubrėžti grandinę, turime sudaryti tinkamas jungtis tarp komponentų, naudodami laidus. Norėdami pasirinkti laidus, eikite į vietą, tada - laidą. Nepamirškite komponentų prijungti tik tada, kai atsiranda jungties taškas. „Multisim“ jungiamieji laidai žymimi raudona spalva.
  15. Norėdami gauti išėjimo įtampos indikaciją, atlikite nurodytus veiksmus. Eikite į „Place“, tada - „Komponentai“, tada - „indikatorius“, tada - „Voltmetras“, tada pasirinkite pirmąjį komponentą.
  16. Dabar jūsų grandinė yra paruošta imituoti.
  17. Dabar spustelėkite „Imituoti“, tada pasirinkite „Vykdyti“.
  18. Dabar galite matyti, kad išvesties indikatorius mirksi, o tai rodo žalios spalvos rodyklės.
  19. Galite patikrinti, ar kiekvieno komponento įtampa yra teisinga, lygiagrečiai padėdami voltmetrą.
Visa imituota grandinės schema

Išsami modeliuojama grandinės schema „ElProCus“

Dabar jūs turite idėją, kaip suprojektuoti reguliuojamą maitinimo šaltinį apkrovoms, kurioms reikalinga nuolatinė nuolatinė įtampa, bet ką daryti su apkrovomis, kurioms reikalinga kintama nuolatinė įtampa. Aš palieku jums šią užduotį. Be to, bet kokie klausimai, susiję su šia koncepcija ar elektros ir elektronikos projektai Pateikite savo idėjas toliau pateiktame komentarų skyriuje.

Prašome sekti žemiau esančią nuorodą „5 viename“ be litavimo projektams